[发明专利]镍活性物质前驱体、其制备方法、镍活性物质以及锂二次电池

权利要求书

1.一种用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体，所述镍基活性物质前驱体包括：核；中间层，位于核上；以及壳，位于中间层上，

其中，孔隙率按照核、中间层和壳的顺序逐渐减小，并且

镍基活性物质前驱体包括其厚度小于其最宽平面的最大长度的板颗粒，板颗粒具有径向布置结构，其中，径向是指板的厚度的方向在与朝向镍基活性物质前驱体的中心的方向垂直的方向或在与朝向镍基活性物质前驱体的中心的方向垂直的方向的±5°内的方向上布置。

2.根据权利要求1所述的镍基活性物质前驱体，其中，核具有15％至20％的孔隙率和150nm至1μm的孔尺寸。

3.根据权利要求1所述的镍基活性物质前驱体，其中，壳具有2％或更小的孔隙率和小于150nm的孔尺寸。

4.根据权利要求1所述的镍基活性物质前驱体，其中，中间层具有10％至14.8％的孔隙率。

5.根据权利要求1所述的镍基活性物质前驱体，其中，镍基活性物质前驱体的平均粒径在9μm至14μm的范围内。

6.根据权利要求1所述的镍基活性物质前驱体，其中，板颗粒的主轴沿径向方向布置。

7.根据权利要求1所述的镍基活性物质前驱体，其中，镍基活性物质前驱体为由下面的式1表示的化合物：

式1

Ni_1-x-y-zCo_xMn_yM_z(OH)₂

其中，在式1中，M为选自于由硼(B)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锆(Zr)和铝(Al)构成的组的元素，并且

满足x≤(1-x-y-z)，y≤(1-x-y-z)，0x1，0≤y1且0≤z1。

8.根据权利要求7所述的镍基活性物质前驱体，其中，基于镍、钴和锰的总量，镍基活性物质前驱体中包含的镍的量在0.33mol％至0.95mol％的范围内并且高于镍基活性物质前驱体中包含的锰和钴中的每一种的量。

9.根据权利要求1所述的镍基活性物质前驱体，其中，镍基活性物质前驱体为Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂、Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂、Ni_0.33Co_0.33Mn_0.33(OH)₂、Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂或Ni_0.85Co_0.1Al_0.05(OH)₂。

10.一种制备根据权利要求1所述的用于锂二次电池的镍基活性物质前驱体的方法，所述方法包括：

第一步骤，通过使络合剂、pH调节剂和用于形成镍基活性物质前驱体的金属原材料反应而形成镍基活性物质前驱体的核；

第二步骤，在第一步骤中获得的核上形成中间层；以及

第三步骤，在第二步骤中获得的中间层上形成壳，

其中，第二步骤和第三步骤的搅拌功率低于第一步骤的搅拌功率，

其中，相应的第一步骤、第二步骤和第三步骤的反应混合物的pH水平相同，均在10至12的范围内，

其中，络合剂的浓度按照第一步骤、第二步骤和第三步骤的顺序逐渐增大，均在0.1M至0.7M的范围内，并且

其中，金属原材料的浓度按照第一步骤、第二步骤和第三步骤的顺序逐渐增大，均在0.1M至0.5M的范围内。